钢体喷锌镀层附着力研究

渠性燕

（山西省汾河中下游水务管理局，山西 太原 030002）

0 引言

从1976年开始，山西省逐步对水工建筑物的钢闸门开展了喷锌防护的防蚀措施。历经多年运行考证，其保护效果良好。为提高工程质量，加强锌镀层的耐蚀性和持久性，使其具有最大的附着力和密实度，达到水工结构运行的要求，能够经受高速水流、泥砂、冰凌以及漂浮物等恶劣环境的影响，而不致发生开裂、翘皮和脱落，获得最佳的防蚀效果，从影响镀层附着力的因素、造成的危害、采取的措施等方面进行了分析研究。

1 概念与特性

镀层附着力是指所防护的结构表面与锌镀层的结合能力。锌镀层为多孔性、堆积结构，其附着力的大小同喷砂工艺处理后结构表面的粗糙度有密切关系，同结构材质、破坏程度、喷砂的工料及处理工艺有关。一般情况下，用黄砂（中粗砂）处理后附着力可达10.2 MPa，用石英砂（0.5～1.5 mm）处理后附着力可达11.9 MPa。

2 影响因素及措施

影响镀层附着力的因素主要有喷砂处理效果的优劣、喷锌工艺参数的应用以及喷镀操作时是否按规范进行。

2.1 喷砂处理

喷砂处理是借压缩空气驱动砂粒，通过专用喷嘴以较高的速度喷射到结构表面上，通过高速砂粒的冲击和摩擦，达到除锈、除漆、清理表面的目的。处理后的表面要达到干燥清洁，露出钢体灰白色光泽，并具有一定粗糙度。经实际操作，工艺参数应控制在一定范围内：压缩空气0.45～0.6 MPa，喷射距离15～30 cm，喷射角度以 45°～80°为宜。

2.2 喷锌防护

喷锌防护是将锌丝在高温火焰中熔化，同时用压缩空气将熔融锌丝吹成雾状微粒，并以较高的速度喷射到预先经过处理后的结构表面上形成喷锌镀层。锌雾状微粒在喷射过程中，受空气冷却而处于半熔融状态，当堆积到结构表面后立即变形，并迅速冷却收缩而紧紧嵌附在带有锚孔的结构表面上。经实际操作试验，喷镀距离应在15～20 cm，喷镀角度以25°为宜，另外喷镀前钢体表面一定要保持干燥与清洁。

3 应用研究

3.1 锌颗粒的要求

在喷镀过程中，结构表面的粗颗粒现象是极度有害的。在实际工作中，经检验分析，锌颗粒大于40μm，附着力降低，镀层成片脱落，当锌颗粒小于40μm，附着力为10 MPa，镀层达设计要求。当锌颗粒控制在40μm以内，附着力达到镀层要求，镀层密实度高，可以保证镀层质量。

3.2 喷砂处理质量要求

镀层的附着力在很大程度上取决于喷砂处理的质量。在某水工建筑物钢闸门喷锌时发现有局部脱落现象。针对脱落的锌片，进行了仔细的观察和分析。脱落的锌片上附着较多的锈迹和杂质，有的底部潮湿，有砂粒粉尘，这表明喷砂处理表面的质量没有达到SP5标准，故附着力降低，喷锌局部成片脱落。为使底面处理达到SP5的标准要求，最好在处理完后立即喷镀，以减少底面处理与喷镀的间隔时间。对于大面积的钢体，要分部位、分面积进行底面处理和喷镀，每枪每次的面积不得大于5 m2，每次间隔时间不得超过3 h，如果有隔夜情况，一定要做二次处理。

3.3 对表面粗糙度的要求

镀层附着力对钢体表面粗糙度有一定要求，钢体表面过分光滑会使附着力降低；钢体表面过分粗糙，对锌镀层的保护性能有一定影响，造成镀层厚度不均匀，易遭受破坏。因此只有合理搭配锌颗粒与粗糙度，镀层效果方可达到最好。根据施工时脱落的锌片，经研究分析，发现部分脱落锌片底面光滑，几乎没有糙率。经采用不同粒径的砂子就粗糙度和附着力进行试验，得出附着力和粗糙度的关系：粗糙度小时易产生成片脱落；粗糙度大于80μm时，镀层不均匀；粗糙度在40～80μm时效果最佳。底面处理的砂材质和粒径应视钢质确定，试验中选用黄砂，粒径在1.5～3.0 mm时效果最佳。

4 结语

第一，镀层厚度与附着力的关系目前还没有研究，经验表明喷锌0.3 mm是最佳厚度，既可满足钢体防蚀的要求，而且附着力也没有降低。第二，镀层附着力的大小测定只能以理论数据推算和应用检验，其大小一般要求达到10.3～13.7 MPa。第三，镀层附着力大小与喷砂处理质量、表面粗糙度成正抛物线关系，与锌颗粒直径成反抛物线关系。第四，附着力检验分三种：外观检验以镀层表面均匀无粗颗粒和呈片状分布情况为合格；削刮检验是用小刀、三棱刀等进行削刮，产生明亮刮痕且无脱落现象为合格；剥离检验是用电工胶布进行剥离，不易剥离为合格。